综采工作面预防片帮冒顶安全技术措施.docx

综采工作面预防片帮、冒顶安全技术措施 为保证综采工作面正规循环，安全生产，防止片帮、冒顶事故的发生，需对其原理加以分析并针对性的采取相关安全技术措施。 现场情况 3372 西下综采工作面位于13 水平东翼 3 石门 7 煤层，东至 3370 上山，西至 3372 老塘，上至 3372 西中巷，下至 3372 运输巷。该工作面煤层沉积稳定，煤层走向110～ 130，煤层倾角30～ 39，平均 35，总体倾角由西向东逐渐变大，煤层厚度变化在2.6 ～ 3.4m之间，平均厚度3m。目前该工作面残余走向长度114.8m，倾斜长98m。7 煤层之上老顶为灰色中砂岩，厚7.8米，抗压强度为 100.8Mpa，抗拉强度为 5.77Mpa，其结构硅质胶结，主要成分为石英，含矿化木，云母片明显；直接顶为深灰色粉砂岩，厚2米，抗压强度为53.2Mpa，抗拉强度3.31Mpa，其结构泥质胶结，层节理发育，灰色条痕，含植物叶化石，含云母亮星。煤层的普氏硬度系数f1.2 。 片帮、冒顶基理及原因 工作面煤壁片帮主要是因为在工作面前方支承压力作用下，煤壁发 生垂直和水平变形而脱落的现象。支承压力的大小与煤壁的支撑能 力、煤体内聚力和内摩擦角等有关，也就是与煤体本身的强度有关， 煤质愈硬，强度愈高支承压力的峰值愈高，峰值距煤壁的距离愈近， 其相应的分布范围愈小；煤质愈软，强度愈低支承压力的峰值愈低， 峰值距煤壁的距离愈远，其相应的分布范围愈大，这就是硬煤工作 面的片帮深度小，片帮率低，而软煤片帮严重，片帮深度大的原因。而工作面发生冒顶事故按力学原因可分为压垮型、漏冒型与推垮型 三大类。压垮性冒顶是由于垂直于层面的顶板力压坏采场支架而导 致的冒顶；漏冒型冒顶是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力的 作用冒落而导致的冒顶；推垮型冒顶则是由平行层面方向的顶板力 堆到采场支架而导致的冒顶。在一次冒顶事故中压、漏、推这三种情况可能综合出现，需抓住主要方面进行处理。 针对于3372 综采工作面主要以发生漏冒型冒顶为主。这主要是由于煤层倾角较大，直接顶又异常破碎（由于原生、构造以及采动等原因，在一些煤层的直接顶中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形状的游离岩块），采场支护系统中如果某个地点支护不及时或支护失效发生局部漏冒，则紧邻局部冒顶地点支架上方的碎顶在自然安息角以上部分会在重力作用下冒落，从而使该支架失稳倾倒，又使该支架控制的其余碎顶也冒落。这种现象会沿工作面往上逐个支架发生，造成大面积冒顶事故发生。 片帮、冒顶征兆 发生片帮、冒顶事故前，工作面顶板剧烈下沉，由于基本顶的周期 性破断失稳运动，迫使直接顶压缩支架而迅速下沉，如3372 工作面周期来压前顶板下沉速度为0-1mm/h；支架载荷突增，由于基本顶断裂，同时发生岩块回转失稳，支架载荷普遍加大，如3372 工作面周期来压前平均支架载荷3948KN/架；瓦斯涌出量出现增大的现象。 片帮、冒顶事故的影响因素 工作面片帮、冒顶与采煤工序、工作面推进速度、煤体的硬度、周期来压、采高等因素均有一定的关系。 安全技术措施 1、工作面伪斜布置，适当的掌握仰斜角度。由于煤层的倾角在 35左右，工作面倾斜长98m，为防止输送机下滑，需仰斜一定的角度 加以布置，根据生产中对这一参数的现场调整，取仰斜角为1012， 即回风巷滞后运输巷8-10m，在这种情况下煤壁片帮及冒顶事故均得到较好控制。 2、合理地布置工作面的采煤工序，采用及时支护的移架方式。这是由于落煤对顶板下沉的影响实质上是由于控顶距加大，支承压力叠 加和前移，使直接顶迅速下沉的作用。放顶或移架对顶板下沉的影 响实质上是由于支撑系统的卸载，直接顶失去平衡，在垮落瞬间对 控顶区顶板产生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放顶在同一地 点同时进行，减缓顶板活动程度，是改善顶板稳定状况的重要措施，一般错距不少于10-15m。为减少机道空顶面积和时间，移架紧跟采煤机落煤也是改善顶板状况的一个重要手段。 3、提高工作面的推进速度，对改善顶板管理是有利的； 4、用水涨锚杆或木锚杆加固煤壁，提高煤体硬度； 5、提高液压支架的初撑力，并带压移架，以求改善近煤壁处围岩的 应力状态，减小端面顶板的下沉量及减轻煤壁片帮程度。具体的措 施是提高支架的初撑力，特别是支架前梁的初撑力，并要求端面冒 高不超过 300mm ，端面距不超过340mm，当采高大于2.53.0m时，支架应带护帮装置，以免煤壁片帮扩大无支护空间，如果碎顶范围较大，则应对破碎直接顶注入树脂类粘结剂使其固化，以防止冒顶。 6、严格控制采高，尽量做到不留顶底煤，使支架直接支撑于顶板。实践证明，当工作面留有顶煤时，往往会由于顶煤的松动和冒落，使支架空顶，从而因支架顶部约束减小而引起支架失稳倾倒，因此，当顶板出现冒顶时，应及时在支架顶部用木料接顶，背严查实，以有效地控制顶板。